(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持体の上に少なくとも１つの端部を有する第１の基板を配置することと、
第１の基板の表面上において、少なくとも２個の位置合わせマークを含むパターンに材料層を堆積させることと
システムコントローラを使用して、前記第１の基板の少なくとも１つの端部に対する前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び位置を決定することと、
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び位置を決定する間に、システムコントローラが受け取った情報を使用して、第２の基板の表面上において、第２の基板の少なくとも１つの端部に対して調整された方向又は調整された位置に、１のパターンに材料層を堆積させることであって、第２の基板上に堆積される材料の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する第１の基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は予測される位置に近くなることと
を含む、自動堆積プロセス。
【請求項２】
前記材料が導電材料のラインを含む、請求項１に記載の自動堆積プロセス。
【請求項３】
前記基板が多角形であり、前記少なくとも２個のマークのそれぞれが異なる隅の領域に印刷される、請求項２に記載の自動堆積プロセス。
【請求項４】
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び位置を決定することが、前記位置合わせマークの光学像を捕捉すること、及び前記光学像上の位置合わせマークの物理的な特徴を認識することを含む、請求項１に記載の自動堆積プロセス。
【請求項５】
前記位置合わせマークの前記予測される方向又は前記予測される位置が、前記第１の層を印刷する前に、前記基板の少なくとも１つの端部に対して決定される、請求項４に記載の自動堆積プロセス。
【請求項６】
前記基板の前記表面上に少なくとも３個の位置合わせマークが印刷される、請求項４に記載の自動堆積プロセス。
【請求項７】
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び位置を決定することが、前記２個の位置合わせマークの間に第１の基準線を引くこと、及び第３の位置合わせマークと前記第１の基準線の間に第２の基準線を引くことを含み、前記第２の基準線が前記第１の基準線に対して垂直である、請求項６に記載の自動堆積プロセス。
【請求項８】
基板支持体の上に少なくとも１つの端部を有する第１の基板を配置することと、
システムコントローラを使用して、前記基板支持体上における第１の基板の方向及び位置を解析することと、
第１の基板の表面上において、少なくとも２個の位置合わせマークを含むパターンであって、基板の方向及び位置を解析する間にシステムコントローラが受け取るデータを使用して第１の基板の少なくとも１の端部に位置合わせされる前記パターンに材料層を堆積させることと、
システムコントローラを使用して、前記第１の基板上に堆積された層の実際の方向及び実際の位置を決定することと、
前記堆積された材料層の前記実際の方向及び前記実際の位置と、予測される方向及び予測される位置との間のオフセットを計算することと、
第２の基板上に堆積された材料の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する第１の基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は予測される位置に近くなるように、前記計算されたオフセットを使用して、第２の基板上に１のパターンに材料層を堆積させることと
を含む、自動堆積プロセス。
【請求項９】
前記材料が、導電材料のラインを含む、請求項８に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１０】
前記基板が多角形であり、前記少なくとも２個のマークのそれぞれが異なる隅の領域に印刷される、請求項９に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１１】
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び実際の位置を決定することが、前記位置合わせマークの光学像を捕捉すること、及び前記光学像上の位置合わせマークの物理的な特徴を認識することを含む、請求項８に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１２】
前記位置合わせマークの前記予測される方向又は前記予測される位置が、第１の層を印刷する前に、前記基板の少なくとも１つの端部に対して決定される、請求項８に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１３】
前記基板の前記表面上に少なくとも３個の位置合わせマークが印刷される、請求項８に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１４】
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び位置を決定することが、前記２個の位置合わせマークの間に第１の基準線を引くこと、及び第３の位置合わせマークと前記第１の基準線の間に第２の基準線を引くことを含み、前記第２の基準線が前記第１の基準線に対して垂直である、請求項８に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１５】
基板支持体上に配置された第１基板であって、少なくとも１つの端部を含む第１の基板を、第１の位置に配置することと、
光学検査システム及びシステムコントローラを使用して、第１の位置に配置された基板支持体上の第１の基板の方向及び位置を解析することと、
第２位置で基板支持体上に載置された第１基板の表面上において、少なくとも２個の位置合わせマークを含むパターンであって、前記第１の基板の方向及び位置を解析する間にシステムコントローラが受け取ったデータを使用して前記第１の基板の前記少なくとも１つの端部に位置合わせされるパターンに、材料層を堆積させることと、
前記第１の基板及び前記基板支持体を前記第１の位置に配置することと、
光学検査システム及びシステムコントローラを使用して、前記第１の位置に配置された前記第１の基板上における前記堆積された層の実際の方向及び実際の位置を決定することと、
前記堆積された材料層の前記実際の方向及び前記実際の位置と、前記予測される方向及び予測される位置との間のオフセットを計算することと、
第２の基板上に配置される材料の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する第１の基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は予測される位置に近くなるように、前記計算されたオフセットを使用して、第２の位置にある基板支持体上に配置された第２の基板上において、１のパターンに材料層を堆積させることと
を含む、自動堆積プロセス。
【請求項１６】
さらに、
基板支持体上に順番に配置された少なくとも一又は複数の基板上において１のパターンに材料層を堆積させることと、
少なくとも一又は複数の基板上に１の材料層を堆積させた後で、追加の基板上において１のパターンに材料層を堆積させることと、
前記追加基板及び前記基板支持体を第１の位置に配置することと、
前記光学検査システム及び前記システムコントローラを使用して、第１の位置に配置された追加基板上における堆積された層の実際の方向及び実際の位置を決定することと、
前記堆積された材料層の実際の方向及び実際の位置と、予測される方向及び予測される位置との間のオフセットを計算することと、
第２の追加基板上に堆積される材料の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する前記追加基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は予測される位置に近くなるように、前記計算されたオフセットを用いて、第２の位置にある基板支持体上に配置された第２の追加基板上において、別のパターンに材料層を堆積させることと
を含む、請求項１５に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１７】
基板が多角形であり、少なくとも２個のマークのそれぞれが、異なる隅の領域に印刷される、請求項１６に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１８】
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び実際の位置を決定することが、前記位置合わせマークの光学像を捕捉すること、及び前記光学像上の位置合わせマークの物理的特徴を認識することを含む、請求項１５に記載の自動堆積プロセス。
【請求項１９】
前記位置合わせマークの予測される方向又は予測される位置が、前記第１の層を印刷する前に、前記基板の前記少なくとも１つの端部に対して決定される、請求項１５に記載の自動堆積プロセス。
【請求項２０】
前記基板の前記表面上に少なくとも３個の位置合わせマークが印刷される、請求項１５に記載の自動堆積プロセス。
【請求項２１】
前記少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び実際の位置を決定することが、前記２個の位置合わせマークの間に第１の基準線を引くこと、及び第３の位置合わせマークと前記第１の基準線の間に第２の基準線を引くことを含み、前記第２の基準線が前記第１の基準線に対して垂直である、請求項１５に記載の自動堆積プロセス。
【請求項２２】
第１の位置と第２の位置との間で移動可能な基板支持体が上に配置されている回転アクチュエータと、
前記第１の位置にある前記基板支持体上に第１の基板を装填するように配置されている投入コンベアと、
調整可能なスクリーン印刷デバイスが内部に配置されているスクリーン印刷チャンバであって、前記基板支持体が前記第２の位置にあるとき前記第１の基板上にパターンを印刷するように配置されているスクリーン印刷チャンバと、
カメラ及びランプを有し、前記基板支持体が前記第１の位置にあるとき第１の層のパターンの光学像を捕捉するように配置されている光学検査組立体と、
前記位置合わせマークの予測される位置に対する前記第１の層のパターンの前記光学像に捕捉された前記位置合わせマークの実際の位置のオフセットを決定し、第２の基板の上に第２の層のパターンを印刷する前に、前記決定されたオフセットを補うように前記スクリーン印刷デバイスを調整するように構成されたソフトウェアを含むシステムコントローラと
を備え、前記システムコントローラが、前記基板の少なくとも１つの端部に対する前記位置合わせマークの実際の位置を特定するように構成されたソフトウェアをさらに含んでいる、自動堆積処理システム。
【請求項２３】
前記光学検査組立体が複数のカメラをさらに備えており、前記ランプが、前記光学検査組立体の下に配置された前記基板の表面に対して実質的に直角に光線を向けるように構成されている、請求項２２に記載の自動堆積処理システム。
【請求項２４】
前記スクリーン印刷パターンが少なくとも３個の位置合わせマークを含んでいる、請求項２２に記載の自動堆積処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、基板の表面上に多層パターンをスクリーン印刷するためのシステム及びプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、日光を電力に直接変換する光起電（ＰＶ）デバイスである。典型的には、太陽電池は１つ又は複数のｐ−ｎ接合を有する。各ｐ−ｎ接合は、半導体材料内に、一方の側はｐ型領域といい、他方の側はｎ型領域という２つの異なる領域を含む。太陽電池のｐ−ｎ接合が（フォトンのエネルギーからなる）日光にさらされると、その日光はＰＶ効果によって電気に直接変換される。太陽電池は特定の量の電力を生成するものであり、所望の量のシステム電力を与える大きさのモジュールでタイル張りされる。太陽モジュールは、特定のフレームとコネクタをもつパネルに連結される。通常、太陽電池はシリコン基板上に形成され、その基板は単結晶又は多結晶のシリコン基板であってよい。典型的な太陽電池は、基板上に形成されたｐ型領域の上端にｎ型シリコンの薄い層をもつ、典型的には厚さ約０．３ｍｍ未満のシリコンウェハ、基板又はシートを備える。
【０００３】
ＰＶ市場は、最近１０年間に、３０％を超える年率で成長を遂げてきている。いくつかの記事は、近い将来、世界中での太陽電池による電力生産量が１０ＧＷｐを超える可能性があると示唆している。すべての太陽モジュールのうちの９５％超はシリコンウェハをベースとするということが見積もられている。その高い市場成長率は、太陽による電気のコストを大幅に低下させる必要性と相まって、高品質の太陽電池を安価に形成するためのいくつかの深刻な課題につながっている。したがって、商業的に成り立つ太陽電池を作成する上での１つの主要な構成要素は、デバイスの歩留まりを改善し、かつ基板を処理する量を増加させることによって、太陽電池を形成するために必要な製造コストを減少させることにある。
【０００４】
スクリーン印刷は、布やセラミックスなどの対象物上にデザインを印刷する際に長く使用されてきており、電気的な接点や配線などの電気部品のデザインを基板の表面上に印刷するために、電子産業で使用されている。最新技術の太陽電池製作プロセスでも、スクリーン印刷プロセスを使用する。自動移送デバイス上で基板の位置決めをする際の誤差、又は基板の端部の欠陥に起因して、基板の表面上でスクリーン印刷パターンの位置がずれることにより、デバイスの性能が悪くなり、それによりデバイスの効率が低下することがある。システム内における基板の位置決めを手動により較正することは、長時間を要し、また基板のバッチ間での差異又は較正された基板の位置のドリフトに基づく頻繁な調整を要する。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、システム内でのデバイスの位置合わせを制御する方法が改善され、スループットが増大された、他の既知の装置よりも所有費が低い、太陽電池、電子回路又は他の有用なデバイスを生産するためのスクリーン印刷装置が求められている。
【０００６】
本発明は、概して自動堆積プロセスを提供し、このプロセスは、基板支持体の上に、少なくとも１つのフィーチャを有する第１の基板を配置することと、第１の基板の表面上に１の材料層を、少なくとも２個の位置合わせマークを含むパターンを形成するように堆積させることと、システムコントローラを使用して、少なくとも２個の位置合わせマークの、第１の基板の少なくとも１つのフィーチャに対する実際の方向及び位置を決定することと、少なくとも２個の位置合わせマークの実際の方向及び実際の位置を決定する間にシステムコントローラが受け取った情報を使用して第２の基板の少なくとも１つのフィーチャに対して調整された方向又は調整された位置に、第２の基板の表面上で１の材料層を堆積させることであって、第２の基板上に堆積される材料の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する第１の基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は位置に近くなるように堆積させることとを含む。
【０００７】
本発明の実施形態がさらに提供する自動堆積プロセスは、基板支持体の上に、少なくとも１つのフィーチャを有する第１の基板を配置することと、システムコントローラを使用して、基板支持体上の第１の基板の方向及び位置を解析することと、第１の基板の表面上に、少なくとも２個の位置合わせマークを含むパターンであって、基板の方向及び位置を解析する間にシステムコントローラが受け取ったデータを使用して第１の基板の少なくとも１つのフィーチャに位置合わせされたパターンに１の材料層を堆積させることと、システムコントローラを使用して、第１の基板上に堆積された層の実際の方向及び実際の位置を決定することと、堆積された材料層の実際の方向及び実際の位置と、予測される方向及び予測される位置との間のオフセットを計算することと、第２の基板上に堆積された材料層の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する第１の基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は位置に近くなるように、計算されたオフセットを使用して、第２の基板上に１のパターンを形成するように１の材料層を堆積させることとを含む。
【０００８】
本発明の実施形態がさらに提供する自動堆積プロセスは、基板支持体上に配置された第１の基板であって、好くなくとも１つのフィーチャを有する第１の基板を第１の位置に配置することと、第１の位置に配置された基板支持体上の第１の基板の方向及び位置を、光学検査システム及びシステムコントローラを使用して解析することと、基板支持体上の第２の位置に配置された第１の基板の表面上に、少なくとも２個の位置合わせマークを含むパターンであって、第１の基板の方向及び位置を解析する間にシステムコントローラが受け取ったデータを使用して第１の基板の少なくとも１つのフィーチャに位置合わせされたパターンに、１の材料層を堆積させることと、第１の基板及び基板支持体を第１の位置に配置することと、光学検査システム及びシステムコントローラを使用して、第１の位置に配置された第１の基板上に堆積された層の実際の方向及び実際の位置を決定することと、堆積された材料層の実際の方向及び実際の位置と、予測される方向及び予測される位置との間のオフセットを計算することと、第２の基板上に堆積された材料の方向又は位置が、予測される方向又は予測される位置に対する第１の基板上に堆積された材料の方向又は位置よりも、予測される方向又は予測される位置に近くなるように、計算されたオフセットを使用して、基板支持体上の第２の位置に配置された第２の基板上に１のパターンを形成するように１の材料層を堆積させることとを含む。
【０００９】
本発明の実施形態は、自動堆積処理システムをさらに提供し、このシステムは、第１の位置と第２の位置との間で可動な基板支持体を上に有する回転アクチュエータと、第１の位置にある基板支持体に第１の基板を装填するように配置された投入コンベアと、調整可能なスクリーン印刷デバイスを上に有するスクリーン印刷チャンバであって、基板支持体が第２の位置にあるときに第１の基板上に１のパターンを印刷するように配置されたスクリーン印刷チャンバと、カメラ及びランプを有し、基板支持体が第１の位置にあるときに第１の層のパターンの光学像を捕捉するように配置されている光学検査組立体と、第１の層のパターンの光学像に捕捉された位置合わせマークの実際の位置の、位置合わせマークの予測される位置からのオフセットを決定し、第２の基板の上に第２の層のパターンを印刷する前に、決定されたオフセットを補うようにスクリーン印刷デバイスを調整するように構成されているソフトウェアを含むシステムコントローラとを備えている。
【００１０】
本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付図面に示される実施形態を参照することにより、上記で簡単に概要を述べた本発明のさらに詳細な説明が与えられる。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではなく、本発明は同等に効果的な他の実施形態を許容し得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の実施形態と併せて使用して所望のパターンの多数の層を形成することができるシステムの概略等角図である。
【図１Ｂ】図１Ａのシステムの概略上面図である。
【図２】太陽電池基板の前面、すなわち受光面の平面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による基板上に印刷される位置合わせマークの様々な例を示した図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による基板の前面上の位置合わせマークの一の構成を示した図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による基板の前面上の位置合わせマークの別の構成を示した図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による基板の前面上の位置合わせマークのまた別の構成を示した図である。
【図４Ａ】検査組立体が基板の前面を検査するように配置されている構成を示した、回転アクチュエータ組立体の一実施形態の概略等角図である。
【図４Ｂ】基板の前面の照明を制御する回転アクチュエータ組立体の実施形態を示した図である。
【図５】検査組立体が複数の光学検査デバイスを備える回転アクチュエータ組立体の一実施形態の概略等角図である。
【図６】本発明の一実施形態による基板１５０の前面上に２層のパターンを正確にスクリーン印刷するための動作シーケンスの概略図である。
【図７】本発明の実施形態と併せて使用して所望のパターンの多数の層を形成することができるシステムの上面図である。
【００１２】
理解を促すために、複数の図面に共通する同一の要素を示すために可能であれば同一の参照番号を使用した。便宜的に、一実施形態の要素及びフィーチャを、さらに説明することなく他の実施形態に取り入れることが考慮される。
【００１３】
しかしながら、添付図面は本発明の例示的な実施形態を示しているにすぎず、したがって本発明の範囲を制限するものと考えるべきでなく、本発明には、等しく効果的な他の実施形態が可能であることに注意されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態は、スクリーン印刷システムで基板を処理する装置及び方法を提供する。そのシステムは、改善された基板移送、位置合わせ、及びスクリーン印刷プロセスを利用し、これらにより、デバイスの収量性と基板処理ラインの管理コスト（ＣｏＯ）を改善することができる。一実施形態では、スクリーン印刷システム（以下、システムという）は、結晶シリコン太陽電池の生産ラインの一部分の中でスクリーン印刷プロセスを実行するようになされており、そのラインでは、基板が所望の材料で２層以上にパターン付けされ、次いで１つ又は複数の後続する処理チャンバで処理される。後続する処理チャンバは、１つ又は複数の焼成ステップと、１つ又は複数の洗浄ステップとを実行するようになされていてもよい。一実施形態では、そのシステムは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．が所有するＢａｃｃｉｎｉ  Ｓ．ｐ．Ａ．から入手可能なＳｏｆｔｌｉｎｅ（商標）ツール内に配置されたモジュールである。以下の記述では、主として太陽電池デバイスの表面上に配線や接触構造などのパターンをスクリーン印刷するプロセスについて論じるが、この構成は、本明細書に記載した本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１５】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態と併せて使用して太陽電池基板１５０の表面上に所望のパターンの多数の層を形成することができるスクリーン印刷システム、すなわちシステム１００の一実施形態を示した概略等角図及び概略平面図である。一実施形態では、システム１００は、納入コンベア１１１、回転アクチュエータ組立体１３０、スクリーン印刷チャンバ１０２、及び退出コンベア１１２を備える。納入コンベア１１１は、投入コンベア１１３などの入力デバイスから基板１５０を受け取り、回転アクチュエータ組立体１３０に連結された印刷ネスト１３１に基板１５０を移送するように構成してもよい。退出コンベア１１２は、処理された基板１５０を回転アクチュエータ組立体１３０に連結された印刷ネスト１３１から受け取り、出口コンベア１１４などの基板除去デバイスに基板１５０を移送するように構成してもよい。投入コンベア１１３と出口コンベア１１４は、より大きな生産ラインの一部である自動基板搬送デバイスでもよい。例えば、投入コンベア１１３と出口コンベア１１４はＳｏｆｔｌｉｎｅ（商標）ツールの一部でもよく、システム１００はそのツールのモジュールでもよい。
【００１６】
図５に示すように、一の構成例では、各印刷ネスト１３１は、一般に、供給スプール１３５と、巻取りスプール（図示しない）と、供給スプール及び／又は巻取りスプールに連結されて、プラテン１３８全体の上に配置された支持材料１３７を供給し、同支持材料１３７を保持する一又は複数のアクチュエータ（図示しない）とを有するコンベア組立体から構成される。プラテン１３８は、通常、基板支持表面を有し、この表面の上には、スクリーン印刷チャンバ１０２においてスクリーン印刷プロセスが実行される間、基板１５０及び支持材料１３７が配置される。一実施形態では、支持材料１３７は、支持材料１３７の一方の側に配置される基板１５０が、従来の真空生成デバイス（例えば、真空ポンプ、真空エゼクタ）によって支持材料１３７の他方の側に印加される真空によりプラテン１３８上に保持されることを可能にする多孔質材料である。一実施形態では、プラテン１３８の基板支持表面１３８Ａに形成された真空ポート（図示しない）に真空が印加されることにより、基板がプラテンの基板支持表面１３８Ａに「チャック」される。一実施形態では、支持材料１３７は、例えばタバコに使用される種類の蒸散可能な紙から構成される蒸散可能な材料、或いは同じ機能を果たすプラスチック材料又は織物材料のような別の類似の材料である。例示的な印刷ネストの設計の一実施例は、２００８年１０月２３日出願の同時継続出願である米国特許出願番号第１２／２５７１５９号（代理人案件番号１３５６５）に更に記載されており、ここで参照することによりこの出願を本明細書に包含する。
【００１７】
図１Ａに示すように、回転アクチュエータ組立体１３０は、システム１００内で印刷ネスト１３１の角度を選択的に位置決めすることができるように、回転アクチュエータ（図示せず）とシステムコントローラ１０１によって「Ｂ」軸の周りに回転し角度を位置決めすることができる。回転アクチュエータ組立体１３０は、印刷ネスト１３１やシステム１００で基板処理シーケンスを実行するのに使用する他の自動デバイスを制御しやすくするための１つ又は複数の支持部材を有してもよい。
【００１８】
一実施形態では、回転アクチュエータ組立体１３０は、スクリーン印刷チャンバ１０２内で実行されるスクリーン印刷プロセスの間にそれぞれ基板１５０を支持するようになされた４個の印刷ネスト１３１、又は基板支持体を備える。図１Ｂは回転アクチュエータ組立体１３０の位置を模式的に示す。その回転アクチュエータ組立体では、搬入コンベア１１１から基板１５０を受け取るために１個の印刷ネスト１３１Ａが位置「１」にあり、別の基板１５０がその表面上にパターンのスクリーン印刷を受けることができるように別の印刷ネスト１３１Ｂがスクリーン印刷チャンバ１０２内の位置「２」にあり、処理された基板１５０を送出コンベア１１２に移送するために別の印刷ネスト１３１Ｃが位置「３」にあり、かつ別の印刷ネスト１３１Ｄが位置「１」と位置「３」の中間段階である位置「４」にある。
【００１９】
一実施形態では、システム１００内のスクリーン印刷チャンバ１０２は、Ｂａｃｃｉｎｉ  Ｓ．ｐ．Ａ．から入手可能な従来のスクリーン印刷ヘッドを使用し、そのデバイスは、スクリーン印刷プロセス中に位置「２」に配置される印刷ネスト１３１上に配置されている基板１５０の表面上に所望のパターンで材料を堆積させる。一実施形態では、スクリーン印刷チャンバ１０２は複数のアクチュエータ、例えば、アクチュエータ１０２Ａ（ステッピングモータ、サーボモータなど）を収容し、それらのアクチュエータは、システムコントローラ１０１と通信し、システムコントローラ１０１から送られたコマンドによって基板に対するスクリーン印刷マスクの位置及び／又は角の向きを調整するのに使用される。一実施形態では、スクリーン印刷チャンバ１０２は、金属を含有する材料又は誘電体を含有する材料を太陽電池基板１５０上に付着するようになされている。一実施形態では、太陽電池基板１５０は、幅が約１２５ｍｍ〜約１５６ｍｍの間であり、長さが約７０ｍｍ〜約１５６ｍｍの間である。
【００２０】
一実施形態では、システム１００は、位置「１」の印刷ネスト１３１上に置かれた基板１５０を検査するようになされた検査組立体２００を備える。検査組立体２００は、位置「１」の印刷ネスト１３１上に位置する搬入済み又は処理済みの基板１５０を検査するように配置された１つ又は複数のカメラ１２１を備えてもよい。一実施形態では、検査組立体２００は、少なくとも１つのカメラ１２１（例えば、ＣＣＤカメラ）と、検査をしてその検査結果をシステムコントローラ１０１に通信することができる他の電子部品とを備え、そのシステムコントローラを使用して印刷ネスト１３１上の基板１５０の向き及び位置を解析する。一実施形態では、印刷ネスト１３１は、それぞれランプ１２３（図４Ｂ）か、又はその他類似の光放射デバイスを含むことにより、検査組立体２００による検査を更に容易に行えるように、印刷ネスト１３１上に配置された基板１５０を照射することができる。
【００２１】
一実施形態では、システム１００は、スクリーン印刷チャンバ１０２内において基板の表面上に材料を堆積させた後で基板を検査するために配置された第２の検査組立体２０１も含むことができ、これによって基板表面上に堆積された層の位置を解析する。一の構成例では、第２の検査組立体２０１は、上述の検査組立体２００に類似のものであり、一般に、検査及びシステムコントローラ１０１への検査結果の通信を行うことができる。一実施例では、第２の検査組立体２０１は、位置「３」の印刷ネスト１３１上に位置する基板１５０を検査する。検査組立体２０１は、位置「３」の印刷ネスト１３１上に位置する処理済み基板１５０を検査するように配置された一又は複数のカメラ１２１（例えばＣＣＤカメラ）を含むことができる。
【００２２】
システムコントローラ１０１は、システム１００全体の制御と自動化を容易にするものであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）と、メモリ（図示せず）と、サポート回路（又はＩ／Ｏ）（図示せず）とを備えてもよい。ＣＰＵは、様々なチャンバプロセス及びハードウェア（例えば、コンベア、検出器、モータ、流体送出ハードウェアなど）を制御するために産業上の環境で使用されるどのような形式のコンピュータプロセッサの１つでもよく、システム及びチャンバプロセス（例えば、基板の位置、プロセス時間、検出器の信号など）を監視する。メモリはＣＰＵに接続されており、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスクなどの容易に入手可能な１つ又は複数のメモリ、又は他のどのような形式のローカル又はリモートのデジタル記憶装置でもよい。ＣＰＵに命令するために、ソフトウェアの命令及びデータをコーディングし、メモリ内に格納することができる。サポート回路も、従来の様式でプロセッサをサポートするために、ＣＰＵに接続されている。サポート回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路機構、サブシステムなどを含んでもよい。システムコントローラ１０１によって読み取り可能なプログラム（又はコンピュータの命令）が、基板上でどのタスクが実行可能であるかを決定する。好ましくは、プログラムはシステムコントローラ１０１によって読み取り可能なソフトウェアであり、そのソフトウェアは、少なくとも、基板の位置情報、様々な制御される部材の移動シーケンス、基板検査システムの情報、及びそれらの任意の組み合わせを生成し、格納するためのコードを含む。本発明の一実施形態では、図３Ａ〜図３Ｄに関してこの後記載するように、システムコントローラ１０１は位置合わせマークの位置を決定するためのパターン認識ソフトウェアを含む。パターン認識ソフトウェアは、位置合わせマークの形状の歪み又は変形を修正して、スクリーン印刷されたパターンの実際の位置に関するデータ収集の精度を向上させるために使用することもできる。一実施形態では、パターン認識ソフトウェアは、システムコントローラ１０１が検査組立体２００から受け取った画像を使用して位置合わせマークの予測形状に対するその歪みを測定し、次いで従来の幾何学的／数学的技術を使用して位置合わせマーク及びスクリーン印刷されたパターンの実際の位置を画定する。
【００２３】
図２は、太陽電池基板１５０の前面１５５、すなわち受光面の平面図である。光を当てられたとき太陽電池内に形成された接合部によって生成された電流が、太陽電池基板１５０の前面１５５上に配置されている前面接触構造１５６と、太陽電池基板１５０の裏面（図示せず）上に配置されている裏面接触構造（図示せず）とを流れる。図２に示すように、前面接触構造１５６は、間隔を広くとった薄い金属線、すなわちフィンガ１５２として構成してもよく、その線によってより大きな母線１５１に電流が供給される。典型的には、前面１５５は窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）などの誘電体材料の薄い層でコーティングされ、その層は光の反射を最小限に抑えるための反射防止コーティング（ＡＲＣ）の働きをする。太陽電池基板１５０の裏面は受光面ではないため、裏面接触構造（図示せず）は、一般には薄い金属線に制約されない。
【００２４】
一実施形態では、基板１５０の前面１５５上の母線１５１及びフィンガ１５２の配置は、印刷ネスト１３１上の基板１５０の位置決めに対する、スクリーン印刷チャンバ１０２（図１Ａ）で使用するスクリーン印刷デバイスの位置合わせに左右される。一般に、スクリーン印刷デバイスは、複数の開口、スロット又は他のフィーチャが内部に形成されて、基板１５０の前面１５５上にスクリーン印刷されるインク又はペーストのパターン及び配置を画定するスクリーン印刷チャンバ１０２に収容されたスクリーン印刷マスクを有している。典型的には、基板１５０の表面上にフィンガ１５２及び母線１５１がスクリーン印刷されたパターン１５３の位置合わせは、基板１５０の端部１５０Ａ、１５０Ｂといった基板１５０の１のフィーチャに対するスクリーン印刷マスクの位置合わせ及び方向に左右される。例えば、図２Ａに示すように、母線１５１及びフィンガ１５２の単層のスクリーン印刷されたパターンの配置は、基板１５０の端部１５０Ａに対して予測される位置Ｘ及び予測される角の向きＲと、端部１５０Ｂに対して予測される位置Ｙとをもつことができる。基板１５０の前面１５５上にフィンガ１５２及び母線１５１がスクリーン印刷されたパターンの単層の、基板１５０の前面１５５上で予測される位置（Ｘ，Ｙ）及び予測される角の向きＲからの位置誤差は、位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）及び角度オフセットΔＲとして記載することができる。よって、位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）は、端部１５０Ａ及び１５０Ｂに対する母線１５１及びフィンガ１５２のパターンの配置における誤差であり、角度オフセットΔＲは、基板１５０の端部１５０Ｂに対して母線１５１及びフィンガ１５２が印刷されたパターンの角の位置合わせにおける誤差である。基板１５０の前面１５５上に母線１５１及びフィンガ１５２がスクリーン印刷されたパターンの単層が誤って配置されると、形成されたデバイスが正しく動く能力に影響を及ぼし、このためシステム１００のデバイス歩留まりに影響を及ぼすおそれがある。
【００２５】
スクリーン印刷されたパターンを基板の端部又はその他のフィーチャにそろえる正確さを改善するために、本発明の実施形態では、１つ又は複数の光学検査デバイスと、システムコントローラ１０１と、１個又は複数個の位置合わせマークとを利用する。それらのマークは、基板に対するスクリーン印刷されたパターンの位置合わせを自動的に調整するために、第１の層のスクリーン印刷されたパターンを印刷する間に基板１５０の前面１５５上に形成される。通常、スクリーン印刷されたパターン１５３は、一又は複数の光学検査デバイスからシステムコントローラ１０１が受け取った情報と、システムコントローラ１０１の、基板の表面に対してスクリーン印刷マークの位置及び方向を制御する機能とを使用することにより、基板の表面に自動的に位置合わせすることができる。スクリーン印刷マークは、通常、スクリーン印刷チャンバ１０２内でスクリーン印刷マスクを所望の位置に自動式で配置しかつ方向付ける一又は複数の機械的アクチュエータ１０２Ａ（図１Ａ）に連結される。一実施形態では、光学検査デバイスは、検査組立体２００に収容された１つ又は複数の部材を備える。一実施形態では、その１個又は複数個の位置合わせマーク、又は基準マークは、以下で記載する図３Ａ〜図３Ｄに示す位置合わせマーク１６０を含んでもよい。
【００２６】
図３Ａは、位置合わせマーク１６０の様々な例、例えば位置合わせマーク１６０Ａ〜１６０Ｄを示す。それらのマークは、母線１５１及びフィンガ１５２のスクリーン印刷プロセス中に基板１５０の前面１５５上に形成し、検査組立体２００が使用して、基板１５０の前面１５５上にスクリーン印刷された第１の層の母線１５１及びフィンガ１５２の位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）と角度オフセットΔＲを見つけることができる。一実施形態では、形成された太陽電池デバイスの性能に位置合わせマーク１６０が影響を及ぼさないように、位置合わせマーク１６０は、基板１５０の前面１５５の未使用の範囲に印刷される。一実施形態では、位置合わせマーク１６０は、円形状（例えば、位置合わせマーク１６０Ａ）、長方形状（例えば、位置合わせマーク１６０Ｂ）、十字形状（例えば、位置合わせマーク１６０Ｃ）、又は英数字の形状（例えば、位置合わせマーク１６０Ｄ）でもよい。一般には、システムコントローラ１０１で提供されるパターン認識ソフトウェアが、検査組立体２００により視認された画像から位置合わせマーク１６０の実際の位置を、よって、基板１５０の前面１５５上に母線１５１及びフィンガ１５２がスクリーン印刷されたパターンの実際の位置を正確に決定することができるように、位置合わせマーク１６０の形状を選択することが望ましい。すると、システムコントローラ１０１は、予測される位置（Ｘ，Ｙ）からの位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）と、予測される角の向きＲからの角度オフセットΔＲとを決定することができ、基板表面上における母線１５１及びフィンガ１５２の位置的なずれを最小化するために、スクリーン印刷デバイス内におけるスクリーン印刷マスクを調整することができる。このように、回転アクチュエータ組立体１３０内に配置されている各印刷ネスト１３１の位置合わせと、スクリーン印刷チャンバ１０２コンポーネントの位置合わせは、回転アクチュエータ組立体１３０、搬入コンベア１１１、及び印刷チャンバ１０２に対する各印刷ネスト１３１の位置がそれぞれ異なるため、別々に調整することが必要である。離散的で、所望の形状（例えば円形）を有し、基板の両端に配置された位置合わせマークを使用することにより、堆積される層の方向及び位置を決める際の精度を向上させることができる。
【００２７】
図３Ｂ〜図３Ｄは、検査組立体２００が受け取った画像からシステムコントローラ１０１によって算出されたオフセット測定値の正確さを改善するために使用することができる、基板１５０の前面１５５上の位置合わせマーク１６０の様々な構成を示す。図３Ｂは、２個の位置合わせマーク１６０が基板１５０の前面１５５上で反対側の隅の近くに設置されている１つの構成を示す。この実施形態では、位置合わせマーク１６０を可能な限り離して広げることにより、端部１５０Ａや１５０Ｂのような基板１５０上のフィーチャに対する相対誤差をより正確に決定することができる。図３Ｃは、母線１５１Ａ及びフィンガ１５２Ａのパターンの第１の層のオフセットを決定するのに役立つように、３個の位置合わせマーク１６０が基板１５０の前面１５５上で様々な隅の近くに印刷されている別の構成を示す。
【００２８】
図３Ｄは、３個の位置合わせマーク１６０が基板１５０の前面１５５の全体にわたって方策上重要な位置に印刷されている別の構成を示す。この実施形態では、位置合わせマーク１６０のうちの２個が端部１５０Ａに平行な線上に配置され、第３の位置合わせマーク１６０が端部１５０Ａに対して垂直に離れて配置されている。この実施形態では、基板１５０に対する第１の層の母線１５１Ａ及びフィンガ１５２Ａの位置及び向きに関する付加的な情報を与えるために、システムコントローラ１０１内のパターン認識ソフトウェアが垂直な基準線Ｌ１及びＬ２を作る。
【００２９】
場合によっては、堆積されたスクリーン印刷パターンと位置合わせマーク１６０とは、スクリーン印刷パターンを堆積させる機械的プロセスに起因して、一又は複数の方向に歪みやすい、又は変形しやすい。一実施形態では、システムコントローラ１０１のパターン認識ソフトウェアにより回収される位置オフセットデータに対する変形の影響が最小となるように、各位置合わせマーク１６０を基板１５０の表面上に配置することが望ましい。
【００３０】
図４Ａは、印刷ネスト１３１上に配置された基板１５０の前面１５５を検査するように検査組立体２００が配置されている構成を示す、回転アクチュエータ組立体１３０の一実施形態の概略等角図である。一実施形態では、カメラ１２１の視野範囲１２２により基板１５０上の前面１５５の少なくとも１つの領域を検査することができるように、基板１５０の前面１５５の上方にカメラ１２１が配置されている。一実施形態では、視野範囲１２２は、１個又は複数個の位置合わせマーク１６０と基板の端部１５０Ａなどの基板１５０のフィーチャとを視認して、第１の層の母線１５１Ａ及びフィンガ１５２Ａがスクリーン印刷されたパターンのオフセットに関する情報をシステムコントローラ１０１に提供するように配置されている。一実施形態では、視野範囲１２２は、端部１５０Ａ及び１５０Ｂなどの基板１５０上の多数のフィーチャと１個又は複数個の位置合わせマーク１６０とを視認して、理想的な位置からの位置合わせマーク１６０の位置オフセットに関する座標情報を、よって基板１５０の前面１５５上における母線１５１及びフィンガ１５２の位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）及び角度オフセットΔＲを提供するように配置されている。
【００３１】
図４Ｂは、カメラ１２１が受け取った位置情報の正確さを改善するために基板１５０の前面１５５の照明を制御する光学検査組立体２００の実施形態を示す。一実施形態では、ランプ１２３から投射された光「Ｄ」が位置合わせマーク１６０によって遮断されることにより作られる影１６１が最小になるように、ランプ１２３を向けてもよい。一般に、反射光Ｅが、少なくとも、位置合わせマーク１６０から反射される第１の成分Ｅ１と、影領域１６１から反射される第２の成分Ｅ２とを含むため、影１６１は測定された位置合わせマーク１６０の大きさに影響を及ぼすことがある。幅Ｗ２を有する影１６１は、位置合わせマーク１６０の本当の幅Ｗ１と位置合わせマーク１６０の見かけの幅Ｗｌ＋Ｗ２とをカメラ１２１が見分ける能力に影響を及ぼすことがある。したがって、影１６１の大きさを縮小させるために、基板１５０の前面１５５に対して可能な限り直角（すなわち、９０度）に近くなるようにランプ１２３を向けることが望ましいだろう。一実施形態では、ランプ１２３は約８０度〜約１００度の間の角度Ｆに向けられる。別の実施形態では、ランプ１２３は約８５度〜約９５度の間の角度Ｆに向けられる。
【００３２】
一実施形態では、光学検査システム２００が基板１５０の前面１５５上における位置合わせマーク１６０の位置を正確に決定する能力を改善するのに役立つように、ランプ１２３から与えられる光の波長を制御することもまた望ましい。一実施形態では、ランプ１２３は、赤色ＬＥＤを使用して基板１５０の前面１５５を照らす。太陽電池基板１５０の前面１５５上に典型的に形成される窒化ケイ素（ＳｉＮ）の反射防止コーティング（ＡＲＣ）層の上に母線１５１及びフィンガ１５２が印刷されているとき、赤色ＬＥＤの光は特に効果的になり得る。一実施形態では、基板１５０の前面１５５上でＡＲＣが形成された範囲に印刷されている位置合わせマーク１６０の上に、カメラ１２１の視野範囲１２２を配置することが望ましい。
【００３３】
図５は、検査組立体２００が複数の光学検査デバイスを備える回転アクチュエータ組立体１３０の一実施形態の概略等角図である。一実施形態では、検査組立体２００は、基板１５０の前面１５５の３つの異なる領域を視認するようになされた３つのカメラ１２１Ａ、１２１Ｂ及び１２１Ｃを備える。一実施形態では、カメラ１２１Ａ、１２１Ｂ及び１２１Ｃは、基板１５０の前面１５５の、印刷された位置合わせマーク１６０を内部に含む領域を視認するようにそれぞれ配置されている。この実施形態では、視野範囲１２２Ａ、１２２Ｂ及び１２２Ｃのそれぞれの大きさを縮小し、よって単位面積当たりの画素の分解能、すなわち個数を増加させることが可能であるため、第１の層の母線１５１及びフィンガ１５２の配置を測定する精度を改善することができるとともに、さらに位置合わせマーク１６０の位置を基板１５０の前面１５５にわたって可能な限り広げることにより、システムコントローラによる任意の位置合わせ誤差の解消を改善することが可能になる。一実施例では、カメラ１２１Ａ、１２１Ｂ、及び１２１Ｃの各々は、３つのメガピクセルＣＣＤカメラであり、約２４，６５０ｍｍ２の表面積を有する基板の約３５２ｍｍ２の面積を視野とするように配置される。しかしながら、完全な基板表面を視野としなければならない単一のカメラを用いてすべての位置合わせマークに関して同じ光学的解決を達成しようとする場合は２１０のメガピクセルＣＣＤカメラが必要となり、このカメラは法外に高価であり、及び／又は現在のところ商業的には存在しない。
【００３４】
図６は、本発明の一実施形態による基板１５０の前面１５５上に１のパターンを正確にスクリーン印刷するための動作シーケンス６００の概略図である。このように、動作シーケンス６００に説明されるプロセスは、印刷チャンバ１０２内で基板を支持及び位置決めするために使用される印刷ネスト１３１のような基板支持デバイスの各々を較正し、正確に位置合わせするために使用することができる。本明細書に記載される方法は、システム１００の初期設定の間や定期的メンテナンスの間に、堆積プロセスのランダムなクオリティチェックとして、及び／又はプロセスのドリフトを修正するための方法として、使用することができる。
【００３５】
図１Ｂ及び図６を参照すると、基板を装填する動作６０２では、回転アクチュエータ組立体１３０の位置「１」に置かれた印刷ネスト１３１Ａの上に、経路「Ａ」に沿って第１の基板１５０を装填する。一実施例では、図１Ａ、図１Ｂ、及び図５に示すように、印刷ネスト１３１内の支持材料１３７は、システムコントローラ１０１により送られたコマンドを使用して、搬入コンベア１１１に収容されたベルト１１６から基板１５０を協同的に受け取る。
【００３６】
次に、第１の位置合わせ動作６０３では、位置「１」に隣接して配置された光学検査組立体２００を使用して、基板１５０の何も書かれていない前面１５５、及び／又は一又は複数のフィーチャ（例えば、図４Ａ又は図５に図示される端部１５０Ａ−１５０Ｄ）の画像を捕捉し、この画像に基づいて、システムコントローラ１０１が、収集されたデータを使用してスクリーン印刷マスクの位置を調整し、次の動作で基板１５０の前面１５５上に所望のパターンを正確に堆積させる。この場合、スクリーン印刷されるパターンの位置は、光学検査組立体２００が受け取ったプラテン１３８上における基板１５０の方向及び位置の情報に基づいている。
【００３７】
動作６０４では、装填した基板１５０を収容する印刷ネスト１３１が時計回りの方向に経路Ｂ１に沿って印刷チャンバ１０２内の位置「２」へ移動するように、回転アクチュエータ組立体１３０を回転させる。
【００３８】
動作６０６では、母線１５１やフィンガ１５２、少なくとも２個の位置合わせマーク１６０などの、第１の層のスクリーン印刷パターンを基板１５０の前面１５５上に印刷する。一実施形態では、３個以上の位置合わせマーク１６０を基板１５０の前面１５５上に印刷する。一実施形態では、位置「１」に置かれた印刷ネスト１３１の上に第２の基板１５０を装填する。この実施形態では、動作シーケンスの全体を通して、第２の基板１５０は装填した第１の基板１５０と同一の経路をたどる。
【００３９】
動作６０７では、基板上のスクリーン印刷パターンが光学検査組立体２００により解析可能となるように、回転アクチュエータ組立体１３０を回転させて印刷ネスト１３１Ａを位置「１」に位置させる。一実施形態では、動作６０７は、印刷ネスト１３１Ａを位置「１」に再度位置させるために使用される一連の動作６０８−６１２を含む。この実施形態では、動作６０７は、回転アクチュエータ組立体１３０に取り付けられた印刷ネスト１３１Ｃ−１３１Ｄの各々に基板を装填するために使用される一連の追加動作６０８−６１０を含む。これについては後述する。動作シーケンス６００おいて説明されるプロセスは、一般に、４つの印刷ネスト１３１を有する回転アクチュエータ組立体１３０の使用を開示しているが、このような構成は限定的なものではなく、本明細書に開示される本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、自動組立体により配置可能な任意の数の基板支持デバイスを使用することができる。
【００４０】
動作６０８では、装填した第１の基板１５０を収容する印刷ネスト１３１が時計回りの方向に経路Ｂ２に沿って位置「３」へ移動するように、回転アクチュエータ組立体１３０を回転させる。一実施形態では、第１の層のスクリーン印刷パターンを基板上に印刷するため、第２の基板１５０を収容する印刷ネスト１３１を位置「２」に移動させる。一実施形態では、位置「１」に置かれた印刷ネスト１３１の上に第３の基板１５０を装填する。この実施形態では、動作シーケンスの全体を通して、第３の基板１５０は第２の基板１５０と同一の経路をたどる。
【００４１】
動作６１０では、装填した第１の基板１５０を収容する印刷ネスト１３１が時計回りの方向に経路Ｂ３に沿って位置「４」へ移動するように、回転アクチュエータ組立体１３０を回転させる。一実施形態では、第２の基板１５０を収容する印刷ネスト１３１を位置「３」に移動させる。一実施形態では、第１の層のスクリーン印刷パターンを基板上に印刷するため、装填した第３の基板１５０を位置「２」に移動させる。一実施形態では、位置「１」に置かれた印刷ネスト１３１の上に第４の基板１５０を装填する。この実施形態では、動作シーケンスの全体を通して、第４の基板１５０は第３の基板１５０と同一の経路をたどる。
【００４２】
動作６１２では、装填した第１の基板１５０を収容する印刷ネスト１３１を時計回りの方向に経路Ｂ４に沿って位置「１」へ戻すように、回転アクチュエータ組立体１３０を回転させる。
【００４３】
動作６１４では、位置「１」に隣接して配置された光学検査組立体２００により、堆積された層のスクリーン印刷パターンの位置合わせを解析する。一実施形態では、第１の基板１５０の前面１５５上に印刷されている少なくとも２個の位置合わせマーク１６０の画像を、光学検査デバイス２００が捕捉する。その画像は、システムコントローラ１０１内の画像認識ソフトウェアによって解析される。次いで、システムコントローラ１０１は、システムコントローラ１０１のメモリに記憶されるスクリーン印刷パターンの予測される位置（Ｘ，Ｙ）及び予測される角の向きＲからの、位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）及び角度オフセットΔＲを、基板１５０の１のフィーチャ、例えばそこに形成された一又は複数の端部１５０Ａ−１５０Ｄ又は隅に対する少なくとも２個の位置合わせマーク１６０を解析することにより、計算する。このとき、位置のオフセット（ΔＸ，ΔＹ）及び角度オフセットΔＲのデータをシステムコントローラ１０１のメモリに記憶させることができる。次いで、システムコントローラ１０１は、この解析から得られた位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）及び角度オフセットΔＲ情報を使用して、印刷ネスト１３１Ａ上に配置されて後で処理される基板にスクリーン印刷されるパターンの位置決め精度を向上させるために、スクリーン印刷チャンバ１０２内のスクリーン印刷マスクの位置を調整する。
【００４４】
次に、各印刷ネスト１３１Ｂ−１３１Ｄに配置された各基板上に堆積されるスクリーン印刷パターンの位置決めを、各ネストが位置「１」に順次再配置されるとき（たとえば動作６１６）、光学検査組立体２００によりそれぞれ解析する（例えば動作６１７）。動作６１６の間に、所望の印刷ネスト（例えば、参照番号１３１Ｂ−１３１Ｄ）が位置「１」に戻り、所望の印刷ネスト上に配置された基板に堆積された層が光学検査組立体２００によって検査可能となるように、回転アクチュエータ組立体１３０を回転させる。動作６１７の各々の間に、印刷ネスト１３１Ｂ−１３１Ｄ上に配置された各基板に対して実行されるプロセスは、上述の動作６１４と同じ又は同様である。このように、各印刷ネスト１３１Ａ−１３１Ｄについて収集された位置オフセット（ΔＸ，ΔＹ）及び角度オフセットΔＲのデータは、システムコントローラ１０１のメモリに記憶させて、対応する印刷ネストの各々に配置されて後で処理される基板のすべてに使用することができる。
【００４５】
位置合わせ動作６０３が、印刷ネスト１３１内のプラテン１３８に対する基板１５０の位置の変動の補正に使用されること、および動作６１４、６１７が、印刷マスクを用いて形成された印刷パターンの、基板のフィーチャに対する位置の誤差の補正に使用されることは、当業者であれば理解するであろう。したがって、位置合わせ動作６０３は、プラテン１３８上の基板１５０の位置の変動を補正するために、印刷チャンバ１０２内で処理されるすべての基板に一般に用いられ、動作６１４及び／又は一又は複数の動作６１７は、希ではあるが、長期的に、基板に対するスクリーン印刷パターンの配置の変動を補正または調整するために実行されうる。上述のように、本明細書に記載される方法は、このように、システム１００の初期設定の間や、定期的なメンテナンスの間に、堆積プロセスのランダムなクオリティチェックとして、及び／又はプロセスのドリフトを補正するための方法として、用いることができる。一実施形態では、システムコントローラ１０１は、システム１００内において各印刷ネスト１３１上で処理される一連の、又は一シーケンスの基板内のスクリーン印刷パターンの方向及び位置を、希望の間隔で、自動的に解析するために用いられる。一構成例では、システムコントローラは、印刷ネスト上に位置する基板から収集された最新の方向及び位置データを用いて、同じ印刷ネスト上に配置されて後で処理される各基板上に堆積されたスクリーン印刷パターンの方向及び／又は位置を変更する。一実施例では、システムコントローラは、方向付けられたスクリーン印刷パターンを、すべての基板について、或いは１つ置き、３つ毎、１０個毎、１００個毎、或いはその他の所望の間隔の基板について、分析及び再調整する。
【００４６】
一実施形態では、検査組立体２００は位置合わせ動作６０３を行い、第２の検査組立体２０１は動作６１４及び６１７を行う。一実施形態では、動作６０７の間に、回転アクチュエータ組立体１３０が、印刷ネストが位置「３」に再配置されるように回転することにより、基板上のスクリーン印刷パターンを、光学検査組立体２０１によって解析することができる。このような構成では、検査組立体２００、２０１の各々からシステムコントローラ１０１が受け取った方向及び位置の結果は必要に応じて修正及び調整できるので、異なる位置に配置されて位置合わせされた２つの検査組立体から測定値を得ることによって発生する望ましくないどのような誤差も、自動位置合わせプロセスの結果の精度に影響しない。一実施例では、基板上のパターン層の配置が約±６０マイクロメートル（μｍ）未満、望ましくは約±１５μｍ未満となるように、方向及び位置の誤差を最小化することが望ましい。
【００４７】
代替システムの構成
図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の実施形態は、単一の入力と単一の出力を有するシステム１００に関連しているが、本発明の実施形態は、図７に示すような二重の入力と二重の出力を有するシステム７００にも等しく適用可能である。
【００４８】
図７は、本発明の実施形態と併せて使用して、基板１５０の前面１５５上に母線１５１やフィンガ１５２などの所望のパターンを形成することができるシステム７００の上面図である。図示のように、システム７００は、２つの搬入コンベア１１１と２つの送出コンベア１１２を含む点で、図１Ａ及び図１Ｂに図示したシステム１００とは異なっている。システム７００は、２つのスクリーン印刷チャンバ１０２を備えるという点でも、システム１００とは異なる。しかしながら、システム７００に関する本発明の実施形態の動作シーケンスは、システム１００に関するものと実質的に同一である。例えば、最初に位置「１」に装填した第１の基板１５０に対する動作シーケンス６００は、図６に関して前に記載したものと同一である。しかしながら、最初に位置「３」に装填した第２の基板１５０と並行に、動作シーケンス６００を走らせることができる。
【００４９】
上記は本発明の実施形態に関するが、本発明の基本的範囲から逸脱することなく本発明の他のさらなる実施形態が想起可能であり、本発明の範囲は特許請求の範囲により定められる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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